Установка для потенциометрических измерений

Схема прибора для потенциометрических измерений изображена на рис. 2.1.11. Химический стакан с исследуемым раствором и электродами называется электродной ячейкой. При необходимости электродная ячейка может быть термостатирована, а также дополнена другими элементами, например, бюреткой, магнитной мешалкой и т. п.

Рис. 2.1.11. Схема установки для потенциометрического титрования:

1 – магнитная мешалка; 2 – химический стакан с исследуемым раствором; 3 – электрод сравнения; 4 – индикаторный электрод; 5 – бюретка; 6 – прибор для измерений э.д.с.

2. 2.2. Кондуктометрия

Способность проводить электрический ток - важное физико-химическое свойство растворов электролитов. Электрическая проводимость растворов зависит от концентрации и природы заряженных частиц (простых или сложных ионов, коллоидных частиц). Измерение электрической проводимости (кондуктометрия) используется для количественного определения химического состава растворов. В практике химических и фармацевтических лабораторий используется для анализа растворов солей, кислот, органических соединений.

Принцип кондуктометрии

В основу кондуктометрического метода анализа положена зависимость электрической проводимости водных, смешанных и неводных растворов электролитов от их концентрации.

Перенос электричества через растворы электролитов обусловлен перемещением катионов и анионов. Способность раствора проводить электрический ток характеризуется его сопротивлением и электрической проводимостью. Электрической проводимостью раствора W называют величину, обратную его сопротивлению:

W= (2.2.1)

Единицей электрической проводимости является сименс (См) с размерностью м^-2·кг^-1·с³·А².

При наложении внешнего поля ионы в зависимости от знака их заряда перемещаются в направлении одного из электродов. Скорость перемещения тем больше, чем больше градиент потенциала, то есть чем больше падение напряжения на 1 см.

Скорости движений ионов при градиенте потенциала 1 В/см называют абсолютными скоростями (v₊, v_- - абсолютные скорости катионов и анионов). Абсолютные скорости имеют значение 5•10^-4 - 3•10^-3 см/В•с. Для оценки способности ионов к перемещению под действием внешнего поля пользуются также подвижностью ионов (и_і). Подвижности ионов - это их абсолютные скорости движения, выраженные в единицах проводимости:

(2.2.2)

(2.2.3)

де F – число Фарадея (96500 Кл).

Проводимость раствора зависит от концентрации ионов, скорости их движения; она обратно пропорциональна расстоянию L между электродами и прямо пропорциональна площади S электродов

(2.2.4)

де С_к , С_а – концентрации катионов и анионов.

Для конкретной пары электродов при неизменном расстоянии между ними L и S постоянные. После объединения всех постоянных величин

(2.2.5)